不同基因型甜高粱糖分積累規(guī)律研究*

艾買爾江·吾斯曼，王冀川，吐熱衣夏木·依米提，張?zhí)K江

（1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院）

不同基因型甜高粱糖分積累規(guī)律研究*

艾買爾江·吾斯曼1，王冀川1，吐熱衣夏木·依米提1，張?zhí)K江2*

（1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院）

本試驗(yàn)選用不同基因型甜高粱為材料，通過田間試驗(yàn)和室內(nèi)檢測(cè)方法，研究了不同基因型甜高粱品種的糖分積累規(guī)律，結(jié)果表明：（1）不同基因型甜高粱品種糖分積累規(guī)律的總趨勢(shì)是從出苗至拔節(jié)期幾乎不積累糖分；拔節(jié)至抽穗階段開始積累糖分；抽穗至成熟期糖分積累達(dá)到高峰。（2）在同一播期條件下，不同基因型甜高粱其進(jìn)入各個(gè)生育階段的時(shí)間和持續(xù)天數(shù)不同，其在同一個(gè)生育階段里的糖分積累量也不同。（3）同一個(gè)品種在不同的生育階段中所積累的糖分總量不同。因此，欲求增加甜高粱的糖分含量，就須選含糖量較高的品種，并在糖分積累期采取相應(yīng)栽培措施，促進(jìn)其糖分積累。

甜高粱；不同基因型；生育階段；糖分積累規(guī)律

甜高粱是粒用高粱的一個(gè)變種，除具有抗旱、耐瘠、耐鹽堿的特性外，還有生長(zhǎng)快、莖稈產(chǎn)量高和莖汁液豐富、含糖量高的特點(diǎn)。甜高粱除作為飼料和釀酒等用途外，還被列為歐共體未來有待開發(fā)的再生性能源[1-2]。甜高粱是以糧食、飼料、能源為一體的高產(chǎn)、高生物量、高效益作物。人類目前開發(fā)利用的主要能源是化石能源，包括石油、天然氣和煤炭，而且這些能源面臨著枯竭的危險(xiǎn)[3]。同時(shí)，大量消費(fèi)化石能源所排放的CO2和SO2已嚴(yán)重威脅到人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，造成全球變暖、酸雨等災(zāi)難性后果[3，4]。因此，開發(fā)和研究新的生物質(zhì)能源來取代化石能源是避免21世紀(jì)即將發(fā)生嚴(yán)重的、災(zāi)難性能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的有力手段[5]。新疆屬于典型的大陸性氣候地區(qū)，干旱、降雨量少、日照充足、晝夜溫差大，而且具有廣闊的邊際土地，適合于開發(fā)甜高粱飼草種植業(yè)。本項(xiàng)研究主要針對(duì)新疆上述生態(tài)條件，以不同基因型甜高粱為研究材料，對(duì)不同基因型甜高粱的糖分積累規(guī)律進(jìn)行了研究，以便為將來大面積種植和推廣甜高粱，實(shí)現(xiàn)甜高粱高產(chǎn)、高生物量、高糖、高效栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)設(shè)在塔里木大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)場(chǎng)。以甜高粱考利、綠能2號(hào)、凱勒（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院提供）為研究材料，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積為90 m2。試驗(yàn)于2010年4月25日播種，以55 cm行距和20 cm株距進(jìn)行人工點(diǎn)播，出苗后調(diào)查記載生育期，并于拔節(jié)期、抽穗期、成熟期每小區(qū)取長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相一致的代表性植株5株，烘干粉碎處理后用蒽酮-濃硫酸-可見分光光度法測(cè)定總糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甜高粱品種生育進(jìn)程比較

表1 生育進(jìn)程調(diào)查 日/月

表2 不同基因型甜高粱品種各生育階段持續(xù)天數(shù) d

不同基因型甜高粱品種生育進(jìn)程、生育天數(shù)存在差異，從表 1可見，在同期播種的情況下，考利品種的拔節(jié)、抽穗、成熟期早于綠能 2號(hào)和凱勒。從表2可以看出，拔節(jié)至抽穗期，綠能2號(hào)持續(xù)天數(shù)為 56 d，凱勒為76 d，考利為33 d；抽穗至成熟期凱勒品種為21 d，綠能2號(hào)為41 d，考利為62 d。說明不同基因型甜高粱品種在同一個(gè)生育階段其生長(zhǎng)量不同，這是由甜高粱不同基因型所決定的。

2.2 不同基因型甜高粱品種糖分積累量對(duì)比分析

甜高粱生物量高低和莖稈含糖量的多少?zèng)Q定了單位面積的產(chǎn)糖量，不同基因型品種在同一個(gè)生育階段所積累的糖分存在較大差異，這些差異與不同基因型品種的同一生育階段持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。從表3可見，不同基因型甜高粱品種從生育前期至后期其糖分積累量逐漸增加，但在同一生育階段里糖分積累量有較大差異。出苗至拔節(jié)期，考利品種糖分積累量高于凱勒和綠能2號(hào)，占總糖分量的1.53%；拔節(jié)期至抽穗期，凱勒品種糖分積累量高于考利和綠能2號(hào)，占總糖分量的60.69%；抽穗至成熟期，考利品種糖分積累量高于凱勒和綠能2號(hào)，占總糖分量的83.69%。說明不同基因型甜高粱品種在同一個(gè)生育階段里所積累的糖分量是不同的。

2.3 不同基因型甜高粱糖分日積累量對(duì)比分析

不同基因型甜高粱品種在不同的生育階段其糖分日積累量不同，而且在同一個(gè)生育階段里的糖分日積累量也有差異，總的趨勢(shì)是隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)糖分日積累量逐漸增加。從表4可見，出苗至拔節(jié)期，考利品種生育天數(shù)為34 d，比綠能2號(hào)和凱勒少10 d，但糖分日積累量分別比綠能2號(hào)和凱勒多0.007 5 g和0.005 0 g；拔節(jié)至抽穗期，綠能2號(hào)的生育天數(shù)為56 d，糖分日積累量最高，為0.368 g，明顯高于凱勒和考利品種；從抽穗至成熟期，凱勒的生育天數(shù)最短，為21 d，但其糖分日積累量為0.771 g，明顯高于考利和綠能2號(hào)品種。

3 小結(jié)與討論

表3 不同基因型甜高粱品種不同生育階段的糖分積累量

表4 不同基因型甜高粱品種不同生育階段的干物質(zhì)日積累量

甜高粱作為能源作物，其利用價(jià)值取決于莖稈含糖率的高低，因此，莖稈中含糖率高的品種其利用價(jià)值越高[6，7]。本研究表明，不同基因型甜高粱品種糖分積累規(guī)律是不同的，而且不同基因型甜高粱在同一生育期糖分積累量和糖分日積累量存在差異。參試品種在出苗至拔節(jié)期糖分積累量較少，占總糖分積累量的0.56%～1.53%，拔節(jié)至抽穗期和抽穗至成熟期糖分積累量差異較大，凱勒品種在拔節(jié)至抽穗期的糖分積累量最多，占總糖分積累量的60.69%；考利品種在抽穗至成熟期糖分積累量最多，占總糖分積累量的84%左右。另外，不同基因型甜高粱品種在某一生育階段，其生育持續(xù)天數(shù)越少，糖分日積累量越高；持續(xù)天數(shù)越多，其糖分日積累量越少。因此，應(yīng)根據(jù)不同基因型甜高粱的糖分積累規(guī)律特點(diǎn)，在不同生育階段采取相應(yīng)的栽培措施，以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高生物量、高糖、高效栽培的目的。

[1]馬鴻圖.甜高粱——?dú)W共體未來能源所在 [J].世界農(nóng)業(yè)，1994（8）：13-16.

[2]曹文伯.發(fā)展甜高粱生產(chǎn)開拓利用能源新途徑[J].中國種業(yè)，2002（1）：28-29.

[3]謝風(fēng)周.糖高梁莖稈糖分積累規(guī)律初步研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1988（5）：50-51.

[4]張志鵬，朱凱，王艷秋.甜高粱不同播種期對(duì)主要性狀影響的研究[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（3）：69-70.

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[6]黎大爵，廖馥蓀.甜高粱及其利用[M].北京：科學(xué)出版社，1992.

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2014—12—09

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：31160472。

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：張?zhí)K江（1968.02-），男，副教授，博士，主要從事動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料資源開發(fā)方面的教學(xué)和研究工作，E-mail：zsjdky@126.com。